Cache与主存地址映像知识点及例题分析
来源:互联网 发布:java 写字符串到文件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 03:18
Cache与主存地址映像知识点及例题分析
例题:
容量为64块的Cache采用组相联方式映像,字块大小为128字节,每4块为一组,若主容量为4096块,且以字编址,那么主存地址为(19)位,主存区号为(6)位。
这是一道Cache与主存地址映像的问题,即主存以什么规则装入Cache。它是计算机系统结构中存储体系的一部分内容。好了,觉得还是先把相关的知识点写一下先的好,不然只看答案可能有点难懂。
知识点:Cache与主存地址映像
Cache和主存都被分成若干个大小相等的块,每块由若干个字节组成,主存和Cache的数据交换是以块为单位,需要考虑二者地址的逻辑关系。
地址映像:把主存地址空间映像到Cache地址空间,即按某种规则把主存的块复制到Cache中。
一、全相连映像
主存中任何一个块均可以映像装入到Cache中的任何一个块的位置上。主存地址分为块号和块内地址两部分,Cache地址也分为块号和块内地址。Cache的块内地址部分直接取自主存地址的块内地址段。主存块号和Cache块号不相同,Cache块号根据主存块号从块表中查找。Cache保存的各数据块互不相关,Cache必须对每个块和块自身的地址加以存储。当请求数据时,Cache控制器要把请求地址同所有的地址加以比较,进行确认。
特点:灵活,块冲突率低,只有在Cache中的块全部装满后才会出现冲突,Cache利用率高。但地址变换机构复杂,地址变换速度慢,成本高。
公式:
主存地址位数=块号+块内地址;
Cache地址位数=块号+块内地址。
二、直接映像
把主存分成若干区,每区与Cache大小相同。区内分块,主存每个区中块的大小和Cache中块的大小相等,主存中每个区包含的块的个数与Cache中块的个数相等。任意一个主存块只能映像到Cache中唯一指定的块中,即相同块号的位置。主存地址分为三部分:区号、块号和块内地址,Cache地址分为:块号和块内地址。直接映像方式下,数据块只能映像到Cache中唯一指定的位置,故不存在替换算法的问题。它不同于全相连Cache,地址仅需比较一次。
特点:地址变换简单、速度快,可直接由主存地址提取出Cache地址。但不灵活,块冲突率较高,Cache空间得不到充分利用。
公式:
主存地址位数=区号+区内分块号+块内地址;
Cache地址位数=块号+块内地址。
三、组相连映像
组相连映像是前两种方式的折衷。主存按Cache容量分区,每个区分为若干组,每组包含若干块。Cache也进行同样的分组和分块。主存中一个组内的块数与Cache中一个组内的块数相等。组间采用直接方式,组内采用全相连方式。组的容量=1时,即直接映像,组的容量=整个Cache的容量时,即全相连映像。Cache的存在对于程序员透明,Cache的地址变换和数据块的替换算法都采用硬件实现。
公式:
主存地址位数=区号+组号+主存块号+块内地址;
Cache地址位数=组号+组内块号+块内地址。
四、主存地址和Cache地址的相关计算
&主存地址的位数A由主存容量N决定
A=log2N=区号位数+块号位数+块内地址位数
&Cache地址的位数B由Cache容量H决定
B=LOG2H=块号位数+块内地址位数
&区号根据Cache容量划分,区号长度=主存地址位数-Cache地址位数
&主存的块号和Cache块号的长度相同,位数K取决于Cache中能容纳的个数
J,K=LOG2J
&主存的块内地址和Cache的块内地址长度相同,位数M取决于块的容量 Q , M=LOG2Q
例题解析:
方法一:
分区数=主存容量/Cache容量=4096/64=64;
区内分组数=64/4=16;
组内分块数=4块/组;
块内地址=128字节;
所以根据公式:
主存地址位数=6+4+2+7=19;
主存区号=6位。
方法二:
&主存地址的位数A由主存容量N决定
A=log2N=区号位数+块号位数+块内地址位数
所以:
A=LOG2N=LOG2(4096*128)=LOG2(2^12*2^7)=LOG2(2^19)
=19;
&Cache地址的位数B由Cache容量H决定
B=LOG2H=块号位数+块内地址位数
所以:
B=LOG2(64*128)=13.
区号的计算方法同上!
方法三:
主存地址=主存块地址+块内地址=12+7=19;
主存区号地址=主存块地址-Cache块地址=12-6=6.
http://blog.chinaunix.net/u2/70445/showart_1308837.html
- Cache与主存地址映像知识点及例题分析
- Cache与主存地址映像【转载】
- Cache与主存地址映像计算
- Cache地址与主存地址对应关系
- 主存与cache的地址映射
- 主存与cache的地址映射
- 主存与Cache的地址映射
- 主存与Cache的地址映射
- 主存与Cache的地址映射[转载]
- cache与主存的地址映射
- 主存与Cache的地址映射
- 主存与Cache的地址映射方式
- 主存与cache间的地址映射
- cache与主存的映射及计算
- Cache – 主存的地址映射及相关计算问题
- 主存cache的地址映射
- Cache与主存的映射及计算(转)
- Cache与主存的映射及计算(转)
- 我做为一个程序员的一些遭遇后的感想
- PHP5.3新特性之改进的性能
- Linux下使用异步 I/O 大大提高应用程序的性能
- PHP5.3新特性之语言特性
- 软件开发文档的作用
- Cache与主存地址映像知识点及例题分析
- J2ME如何移植到ophone
- 如何操作我的程序的另一个实例
- 今天开始认真学习编程
- 谈PHP5.3闭包特性在实际应用中的问题
- Linux实验报告4
- Java Filter过滤器使用
- 基于Laplacian算子的图像锐化及非锐化屏蔽(unsharp masking)
- 异常:java.lang.NoSuchFieldError: deferredExpression解决